机械工程测试技术

姚信春

厦门精卫模具有限公司

摘要：改革开放后，随着经济的腾飞，我国的机械工程也进入快速发展时期，机械工程是一门涉及利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造及维修的工程学科，其技术的复杂性和高难度的特点也促使我国相关的专家和学者们在吸取国外的经验和本国传统工程机械发展的基础上，对其进行积极的探索和改进。下文将着重介绍机械工程测试技术中的部分要点。

关键词：机械工程；测试；技术

1.机械工程测试技术创新的意义

机械工程测试技术创新是促进工业发展的重要基础，也是发展的关键所在。因此需要提高对技术创新的重视，这就需要专业的技术人员的支持，只有具备专业的知识基础与丰富的实践经验才可以推动创新工作的顺利进行。另外，在创新的过程中还要具有自主创新的意识与创新的能力。机械工程技术创新中需要提高创新的工作效率，这离不开一支专业优秀的创新团队。在当前我国的市场经济环境下，经济的发展促进了各行业之间激烈的竞争，机械工程行业也不例外，如何才能寻找到更好的发展机遇，就需要机械工程企业提高对创新的重视，利用技术的发展，强化企业的经济实力，拓展团队人员，培养技术人员的创新意识与创新的能力，推动我国机械工程行业的全面发展。同时这也将提升自身的经济实力，为企业创造更多的经济收益。

2.虚拟仪器测试系统设计过程

（1）需求分析。主要应根据所执行的任务确定设计输入，需求主要包括：在线监测、故障识别、参数检测等。研究和分析被测量对象的特征参数，比如转速、温度、压力以及振动等，通过分析确定系统需求，比如应根据实际需要测量的物理量确定模拟量和数字量的通道数量及波特率，这里包括输入的数量和输出的数量，是否具有振动及噪声快变信号采集需求以及通讯需求。

（2）系统平台搭建。根据需求分析得到的结果，选用适合的系统硬件，虚拟仪器的特点是将计算机与仪器的密切结合，这里的计算机包括PC平台以及嵌入式平台，PC平台通用性较强专用性较差，后期开发难度相对较小，嵌入式平台专用性较强通用性较差，后期开发难度相对较大。可以根据实际情况，选择相应的平台，如NI公司的LABview开发平台。开发硬件平台确定后，确定硬件构成，一般应选择首选有成熟应用案例的板卡，这里还是要按照模拟量、数字量等实际需求选用。

系统硬件确定后，进行软件开发。仍然围绕系统需求，制定软件构架，软件构架制定的好坏，决定了未来软件的可靠性、安全性、可伸缩性、可定制化、可扩展化、可维护性、客户体验等一系列特性。然后才是算法和数据结构，也就是程序的制定和实现。现代虚拟仪器往往配备高度图形化的编程环境，封装大量的成熟的算法可以直接使用，从而保证了信号处理的正确性，比如FFT算法等，往往不需要重新编写底层算法，只需要合理调用即可，程序需要仿真运行，以确保需求得以可靠实现。

充分考虑了系统的可维护性，软硬件均采用模块化设计，以使每个模块都具有良好的可复用性和维护性。硬件系统的传感器、调理电路、A/D转换及数据采集均为独立模块，便于维护保养并具有良好的通用性，比如采集卡为USB接口，更是充分利用了其即插即用和热插拔特性，以使其跨平台使用时具有便捷、快速。在系统需要修改或升级时，只需改变升级相应模块或组件即可。

有些系统需求中包含对数据库的要求。便于系统进行学习、查阅和检索。同时对结果进行储存与管理，以便于信息的查询和调用。这里一个值得重视的环节是存储机制的选择，使得有效的数据得以记录，但不至于占用过多的系统资源。

3. 调试。完成平台搭建不等于完成整个开发工作，调试工作是完成和实现系统需求的重要环节，通过调试可以进行纠错，发现设计输入的错误和软件开发的错误，通过调试可以发现设计输入中隐性的需求，而在软件开发过程中没有得到体现的部分。总之，通过调试，实现传感器、下位机和上位机的协调统一，确保需求的实现。调试完成后进行系统封装。

3虚拟仪器测试系统设计过程

（1）需求分析。主要应根据所执行的任务确定设计输入，需求主要包括：在线监测、故障识别、参数检测等。研究和分析被测量对象的特征参数，比如转速、温度、压力以及振动等，通过分析确定系统需求，比如应根据实际需要测量的物理量确定模拟量和数字量的通道数量及波特率，这里包括输入的数量和输出的数量，是否具有振动及噪声快变信号采集需求以及通讯需求。

（2）系统平台搭建。根据需求分析得到的结果，选用适合的系统硬件，虚拟仪器的特点是将计算机与仪器的密切结合，这里的计算机包括PC平台以及嵌入式平台，PC平台通用性较强专用性较差，后期开发难度相对较小，嵌入式平台专用性较强通用性较差，后期开发难度相对较大。开发硬件平台确定后，确定硬件构成，一般应选择首选有成熟应用案例的板卡，这里还是要按照模拟量、数字量等实际需求选用。

系统硬件确定后，进行软件开发。仍然围绕系统需求，制定软件构架，软件构架制定的好坏，决定了未来软件的可靠性、安全性、可伸缩性、可定制化、可扩展化、可维护性、客户体验等一系列特性。然后才是算法和数据结构，也就是程序的制定和实现。现代虚拟仪器往往配备高度图形化的编程环境，封装大量的成熟的算法可以直接使用，从而保证了信号处理的正确性，比如FFT算法等，往往不需要重新编写底层算法，只需要合理调用即可，程序需要仿真运行，以确保需求得以可靠实现。

充分考虑了系统的可维护性，软硬件均采用模块化设计，以使每个模块都具有良好的可复用性和维护性。硬件系统的传感器、调理电路、A/D转换及数据采集均为独立模块，便于维护保养并具有良好的通用性，比如采集卡为USB接口，更是充分利用了其即插即用和热插拔特性，以使其跨平台使用时具有便捷、快速。在系统需要修改或升级时，只需改变升级相应模块或组件即可。

有些系统需求中包含对数据库的要求。便于系统进行学习、查阅和检索。同时对结果进行储存与管理，以便于信息的查询和调用。这里一个值得重视的环节是存储机制的选择，使得有效的数据得以记录，但不至于占用过多的系统资源。

3. 调试。完成平台搭建不等于完成整个开发工作，调试工作是完成和实现系统需求的重要环节，通过调试可以进行纠错，发现设计输入的错误和软件开发的错误，通过调试可以发现设计输入中隐性的需求，而在软件开发过程中没有得到体现的部分。总之，通过调试，实现传感器、下位机和上位机的协调统一，确保需求的实现。调试完成后进行系统封装。

结语

机械工程技术的创新也是促进社会进步的重要基础条件。通过对技术的创新提高企业的生产实力，保证在激烈的市场竞争中不被社会所淘汰。同时，对于机械工程行业的发展也起到了推动的效果，为提高社会经济的发展水平作出重要贡献。

参考文献：

[1]史伟静.张馨予.赵科.机械工程技术的运用与影响探究[J].城市建设理论研究（电子版），2018，（22）：5241.

[2]路甬祥.王辉洋.引领中国机械工程技术和产业创新发展[J].科技导报，2017，（25）：80-85.

[3]毕云飞.李鑫雨.李湘洋.机械工程技术的运用与影响分析[J].黑龙江科学，2017，4（9）：141-143.

[4]黄明华.周世明.王辉.浅析机械工程技术存在的问题及措施[J].低碳地产，2016，2（8）：132-134.

[5]张海阳.蔡洋洋0机械工程技术创新模式的选择与分析[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（12）：156-159.